氰化钠生产工艺.docx
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氰化钠生产工艺
2.5.1氰化钠生产工艺
我国目前生产氰化钠产品的工艺方法主要有四种：
氨钠法、安氏法、丙烯腈副产法、轻油裂解法。
本项目中采用轻油裂解法，此工艺技术成熟可靠，操作安全，行之有效，是目前国内大部分生产氰化钠企业采用的工艺路线。
轻油裂解法工艺过程为，将轻油和氨气按比例在雾化器中混合，预热至280℃在电弧中裂解反应，以石油焦作载体，密闭在高温条件下进行氨化，反应产生氰氢酸气体，经除尘、冷却至50℃，再用30%液碱溶液吸收，当NaCN含量达30%以上即为液体氰化钠成品，尾气再用20%液碱溶液吸收。
此工艺方法的特点：
（1）C5-C6轻油性质稳定，且以石油焦为载体，反应温度高。
轻油的工艺利用率为100%，液氨的工艺收率为90%以上。
（2）采用循环封闭式的生产方法，系统生产连续化，坚持微负压操作，确保无泄漏操作，反应安全。
（3）此工艺生产工序简单明了，生产技术装备较简单。
整个装置分为原料储运系统、反应裂解系统、炉气处理系统、成品吸收系统以及废水、废渣处理系统。
工艺过程为，将轻油和氨气按比例在雾化器中混合，预热至280℃在电弧中裂解反应，温度1
，以石油焦作载体，密闭在高温条件下进行氨化，反应产生氰氢酸气体，经除尘、冷却至50℃，再用30%液碱溶液吸收，当NaCN含量达30%以上即为液体氰化钠成品，尾气再用20%液碱溶液吸收。
其主要反应方程式如下：
C5H12+5NH3
5HCN+千卡
HCN+NaOHNaCN+H2O
工艺流程示意图如图3-1所示：
图3-1工艺流程示意图
2.5.2主要设备及布置
主要设备见表2-3：
表2-3主要设备一览表
设备名称
规格
工作温度℃
工作压力
主要介质
设备材质
裂解塔
1450
微负压：
10~20mmHg
氰化氢，氢气
吸收塔
50
常压
氰化钠
轻油储罐
常温
轻油
液氨储罐
常温
液氨
液碱储罐
常温
常压
液碱
氰化钠储罐
常温
常压
氰化钠
危险化学品物料的危险、有害性分析
3.1.1危险化学品识别
XXXXXXXXX公司生产氰化钠（30%液体）产品中，使用的原料列入国家安全生产监督管理局2003年第1号公告《危险化学品名录》的有:
氰化钠、氰化氢、氢气、氢氧化钠、液氨等6种。
根据GB50016《建筑设计防火规范》、GB50160《石油化工企业设计防火规范》、GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》、HG24001《化工行业职业性接触毒物危害程度分级》等规范和标准，上述危险化学品分类编号及其火灾危险、职业危害汇总于表3-1。
表3-1产品及原料危险、危害特性
物质名称
危险货物编号
《建筑设计防火规范》中的火灾危险性类别
《石油化工企业没计防火规范》中的火灾危险性类别
《职业性接触毒物危害程度分级》、《化工行业职业性接触毒物危害程度分级》
氰化钠
61001
丁
极度危害（I）
氰化氢
61003
甲
甲B
极度危害（I）
氢气
21001
甲
甲B
氢氧化钠
82001
戊
轻度危害（IV）
轻油
甲
甲B
液氨
23003
乙
乙B
轻度危害（IV））
系统内物质按《建筑设计防火规范》的火灾危险性分类，属于甲类物质的有氰化氢、氢气，这些物质火灾危险性最大;氨为乙类物质。
系统内会产生职业危害物质:
属极度危害（Ⅰ级）的有氰化氢和氰化钠;轻度危害（Ⅳ级）的有氢氧化钠和液氨。
氰化氢和液氨属于腐蚀品，对人体会造成灼烫伤害。
分析结果:
系统内危险化学品涉及易燃液体、有毒品和腐蚀品，其主要危险、有害特性为:
火灾、爆炸、中毒和灼烫。
3.1.2理化性质和危险性分析
本项目涉及的危险化学品都具有不同程度的火灾、爆炸、中毒等危险特性。
同时，还有一些非危化品目录中的物质，也具有一定的危险特性。
了解这些物质的理化特性，有助于分析其危险特性。
各种物质具体的理化性质和危险性见【附件】危险、有害物质特性介绍。
现分类总结如下，见表3-2：
表3-2主要火灾爆炸危险物料的燃烧爆炸相关参数表
序号
物料名称
沸点（℃）
自燃点（℃）
闪点（℃）
爆炸极限（V%）
1
轻油
40~200
415~530
<28
~
2
氨
651
—
~
3
氢气
560
一
~
4
氰化氢
538
~40
生产工艺过程危险、有害性分析结果
3.2.1氰化钠（30%液体）产品生产过程中的危险性分析
一、装卸工段
（1）液氨接卸、气化
接卸：
液氨由汽车槽车运来后，分别将汽车槽车的气液相管与液氨贮槽的气液相管相连，开启液氨泵，将汽车槽车中的液氨卸入液氨贮槽中，直至卸完，关闭液氨泵。
或者可以利用氨气将汽车槽车内液氨压入贮槽内，直到槽车内液氨压完，关闭氨气阀门。
当液氨全部卸完后，关闭贮槽的气液相阀门，卸车结束。
气化：
液氨由液氨泵从液氨贮槽中打至氨计量槽，经计量后利用高位差送入氨蒸发器。
氨蒸发器内液面由液面计自动控制。
当裂解炉要求送氨时，打开蒸发器进水阀进行加热，打开出氨阀，气氨经氨分离器，氨缓冲器罐后，压力调节至后送出。
液氨防火等级为乙类，属于易燃易爆物质。
液氨贮槽的储存压力为，属于中压容器，液氨储罐区是火灾重点防范区，使用中应加强对此压力容器的监察管理。
（2）轻油接卸
轻油由汽车槽车运来后，将汽车槽车的气液相管与轻油贮槽的气液相管相连，开启轻油泵，将汽车槽车中的轻油卸入贮槽中，直至卸完，关闭轻油泵，关闭贮槽的气液相阀门，卸车结束。
当裂解炉要求输送轻油时，打开轻油贮槽的出液阀，打开轻油计量槽的进液阀，开启轻油泵，或者打开贮槽内。
轻油经计量后送至裂解炉参加反应。
轻油（C5—C6）防火等级为甲类，属于易燃易爆物质。
轻油储罐区也是火灾重点防范区，使用中应加强对此容器的监察管理。
（3）液碱接卸
液碱由槽车运来后，打开碱槽进碱阀，开启碱泵将液碱打入碱槽中，同时根据需加水量进行加水，与液碱混合，待水量加到规定数值后（看水表读数）关闭碱槽进水阀，当槽车内液碱卸完后，关闭碱泵，卸车完毕。
当吸收工段需送碱时，打开碱槽出液阀，利用位差送入碱地槽，开启碱液下泵，将碱液送至吸收工段。
二、裂解反应工段
由原料工段送来的气氨和轻油同时进入预热器预热至250℃左右后，混合气体进入三相电极浸入石油焦层导电发热的裂解炉进行裂解反应。
开启循环冷却水阀门，进行冷却，以保护炉体。
裂解生成的混合气体，从裂解炉出来，经冷却套管冷却后，经第一旋风除尘器、第二旋风除尘器后，进入列管冷却器冷却至50℃左右，再经过布袋除尘器进一步除尘后送至吸收工段。
根据安监总管三（2009）116号的文件要求，该单元的化学反应主要是裂解反应。
此工段主要危险性，裂解温度高达1
，设备保护不好，有烫伤的危险；同时裂解电流大，存在触电的危险。
裂解气、连同部分石油焦，对管壁有冲刷作用，由于部分管段冷却介质为气氨和轻油，如果管壁发生泄漏，将导致燃烧、爆炸事故的发生。
如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转，则炉膛内很快变成正压，会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火，严重时会引起炉膛爆炸；如果燃料系统大幅度波动，燃料气压力过低，则可能造成裂解炉烧嘴回火，使烧嘴烧坏，甚至会引起爆炸；
三、吸收工段
裂解工段来的炉气进入吸收器，与碱液发生中和反应，生成氰化钠溶液，吸收后的氰化钠溶液，经中和液下泵打入成品贮槽中。
从吸收器出来的气体（N2、H2、NH3等），再经尾气吸收器二次碱吸收后，通过真空泵抽至烟囱高空排放。
产品送入氰化钠贮罐，成品液体氰化钠的贮存量为450m3，贮存天数为8-14天。
此工段危险因素较多，进出反应器的物料均为剧毒品，且反应前有易燃性质。
生产控制条件要求比较苛刻，稍有失误即可产生不了后果，甚至发生事故。
如液体氢氰酸在碱性条件下会很快发生自聚反应，不仅放出大量的热量导致反应温度、压力的突然升高，而且生成棕色的粘稠液体使生产无法进行下去，严重时也可能造成管道堵塞或设备爆炸事故；
另外，紧急情况下的放空装置，所排出的气体有中毒和爆炸的可能性，要控制放空速度。
3.2.2中毒危险性分析
生产过程中主要有毒有害物料种类、分布及危害性如表3-3所示。
由表3-3可见，剧毒物质氰化氢和氰化钠在厂区分布广泛。
剧毒气体氰化氢作为中间产物，主要存在于氰化氢制备与净化单元和液氰制备单元；在液氰制备单元和液氰库房中，氰化钠易吸收空气中的水气和二氧化碳，释放出氰化氢剧毒气体。
有毒物质的泄漏、飞溅均会对人造成不同程度的毒害。
表3-3有毒有害物质种类、危害性及分布表
序
号
危害情况
分布情况（“+”表示有）
主要危害性质
毒物危害级别
容许浓度mg/m3
HCN制备与净化
液氰制备
固氰制备
氰化钠罐区
苛性碱罐区、库房
液氨储罐
轻油库
1
氰化氢
剧毒、弱酸性、可爆
0．3
+
+
+
2
氰化钠
剧毒
+
+
3
氢氧
化钠
强碱、强腐蚀性
+
+
+
4
氨
有毒、刺激性、腐蚀性、可爆
30
+
+
+
5
轻油
有毒、麻醉性、易燃易爆
300
+
+
3.2.3其他危险性分析
粉尘危害：
裂解炉气夹带的炭粉，由于和HCN接触，吸附HCN，毒性很大。
生产中定期或不定期排放炭粉时会飘浮于作业场所空气中，导致中毒。
固氰生产车间和固氰库房存在剧毒氰化钠粉尘。
灼伤危害：
存在两类灼伤，一类是化学灼伤，一类是高温灼伤。
生产中大量使用的氢氧化钠、液氨等碱性物质，容易对皮肤、眼睛、呼吸道造成伤害；生产系统中的高温设备、装置、管道若不采取隔热防护措施，也有灼伤的危险。
3.2.4工艺过程危险、有害性分析小结
综上所述，XXXXXXXXX公司氰化钠（30%液体）产品生产过程中存在火灾、爆炸、灼烫、中毒和粉尘、机械伤害、起重伤害、物体打击、高处坠落等危险、有害性。
其主要的危险性是火灾、爆炸、中毒、粉尘和灼伤。
系统主要危险危害因素辨识
3.3.1火灾、爆炸
本建设项目中所涉及的化工原料、中间产物或产品，有火灾爆炸危险性较大的甲、乙类物质：
如原料轻油（甲B）、液氨（乙类）等；生产过程中产生的甲类可燃气体：
如氰化氢和氢气等。
它们大多数具有易燃、易爆和易蒸发特性。
由于化工原料或产品在装卸、储运、生产过程中不可完全避免地暴露于空气之中或与空气接触，当蒸发或产生的气体达到一定浓度，与空气形成可燃性或爆炸性混合系时，一旦遇到点火源，就会发生燃烧爆炸事故。
液氨在管线或装置破裂泄漏时还会发生蒸气爆炸。
裂解气、连同部分石油焦，对管壁有冲刷作用，由于部分管段冷却介质为气氨和轻油，如果管壁发生泄漏，将导致燃烧、爆炸事故的发生。
生产原料中，轻油（C5—C6）防火等级为甲类，液氨防火等级为乙类，轻油和液氨都是属于易燃易爆物质，因此轻油储罐区和液氨储罐区是火灾重点防范区。
3.3.2泄漏、扩散
液体化工品，同时还具有易蒸发、易流淌和易扩散等特点，在装卸及生产使用过程中因设备故障或损坏，以及其它一些人为因素的原因，有可能发生泄漏、蒸发及扩散事故，进而造成人员中毒，并可能导致火灾爆炸事故的发生。
如果发生较大规模的泄漏事故，还将对周围环境造成严重污染。
本项目中液氨、液碱及氰化钠具有上述危险。
轻油与氨蒸发器出来的气氨进入预热混合器，然后在裂解炉中以石油焦粒作载体进行裂解反应，反应生成氢氰酸气体，氢氰酸气体经套管冷却、旋风除尘、列管冷却器冷却和布袋除尘后至吸收器，用氢氧化钠溶液吸收，生成成品液体氰化钠。
氰化氢和氰化钠都是剧毒物品，因而整个生产车间内的设备、管道、阀门如泄漏就可能有剧毒物质流出。
3.3.3中毒
液体化工品，多为有毒物质，本项目中的氰化钠、氰化氢为剧毒品，另外生产储运中的液氨也可引起人体中毒。
由于上述化工产品或化学物品生产储运过程中的一些作业环节仍需人工完成，这些岗位的作业人员与毒物（液体或其蒸气）相接触，不同程度地受到毒物危害。
严重者会引起作业人员中毒甚至死亡事故。
3.3.4灼伤、冻伤
本建设项目中烧碱及液氨的存在，生产使用过程中一旦发生泄漏，液体会溅溢接触到操作人员的皮肤或身体，烧碱会导致人体灼伤；由于液氨瞬间的汽化需要吸收大量的汽化热，会导致人体表面的局部温度迅速下降，从而形成冻伤事故。
在生产过程中由于高温反应条件的存在，操作中处理不当也会对人体造成烫伤。
3.3.5噪声
由于生产中使用真空泵和水泵，因而产生了噪声，现场噪声值为50分贝。
对现场短暂操作的人员，不会产生影响。
但对长期在真空泵房、水泵房及现场的工作人员会产生一定的危害。
3.3.6腐蚀
本项目中使用到液碱氢氧化钠，对反应设备、储存设备、管道和阀门都会产生腐蚀，从而导致碱液泄漏，引起人员灼伤等伤害。
3.3.7电气伤害
电气伤害包括漏电伤害和触电及电弧烧伤等事故。
工厂电气设备较多，操作人员面较广，因电气线路或电气设备安装不当或保养不善等将引起电气设备各绝缘性能降低，有可能造成人身触电事故。
特别是在检修时，会因组织或安全措施不完备而造成触电事故。
特别是裂解炉工段，裂解电流大，存在触电的危险。
3.3.8静电
液体化工品沿管线流动摩擦，会产生、积聚静电。
静电荷积聚的大小与设备因素（如管道的长度和内壁粗糙度、管道进出口形状、阀门与弯头等管件的组成、储运设备的导电性能等）、液体化工品因素（如液体化工品的流速、温度、杂质和水份含量）等有关。
静电的危害主要是静电放电，如果静电放电产生的电火花能量达到或大于液体化工品蒸气的最小点火能且液体化工品蒸气浓度正处在爆炸极限范围内时，就会立即引起燃烧和爆炸。
3.3.9雷击
本工程建、构筑物较高，有可能遭到雷击，产生火灾、爆炸、设备损坏、人员触电伤害事故。
防雷设施不齐全，建、构筑物等防雷接地措施不力等情况下，有可能在雷雨天气因雷击发生火灾爆炸事故。
3.3.10车辆事故
本建设项目有部分原料和产品使用汽车运输，厂区内车辆进出频繁。
车辆的装载和驾驶，车辆及驾驶员的管理等方面的缺陷均可能引发车辆伤害事故。
主要设备的危险性分析结果
XXXXXXXXX氰化钠（30%液体）产品生产主要设备的危险性分析见表3-3。
表3-3主要生产设备的危险性
序号
设备名称
产生危险因素的物质、能量与失控状态
危险因素
备注
1
裂解炉
易燃液体、腐蚀品、易燃蒸气释放;超温、超压，明火等点火源;电气设备
火灾、爆炸、灼烫、机械伤害、中毒、触电
2
吸收塔
易燃液体、易燃蒸气释放;明火等点火源;电气设备
火灾、爆炸、机械伤害、中毒、触电
由以上分析可知，氰化钠（30%液体）产品生产设备的主要危险性是火灾、爆炸、机械伤害、中毒和窒息、灼烫、触电。
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